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廣東省汕頭市澄海中學(xué)高中物理 第11-12章 振動和波 簡諧運(yùn)動 新人教版選修3-4
【知識概要】
1.簡諧運(yùn)動(位移—時(shí)間)圖像表達(dá)式:______________________________。
2.回復(fù)力:振動物體所受到的總是指向____________的合外力。
①回復(fù)力方向時(shí)刻指向平衡位置;②回復(fù)力是按效果命名的, 可由任意性質(zhì)的力提供.可以是幾個(gè)力的合力也可以是一個(gè)力的分力; ③合外力:指振動方向上的合外力,而不一定是物體受到的合外力.④在平衡位置處:回復(fù)力為零,而物體所受合外力不一定為零.如單擺運(yùn)動,當(dāng)小球在最低點(diǎn)處,回復(fù)力為零,而物體所受的合外力不為零.
2、
3.簡諧振動:物體所受的回復(fù)力與______________________成正比,物體的振動是簡偕振動.
①做簡諧運(yùn)動的物體的回復(fù)力F與位移x之間的關(guān)系為:_______________。
式中F為回復(fù)力,x為偏離平衡位置的位移,k是常數(shù)。對于彈簧振子, k是勁度系數(shù),對于其他的簡諧運(yùn)動,k是別的比例常數(shù);
②負(fù)號表示_________________________總相反。
③運(yùn)動特征:回復(fù)力F對物體產(chǎn)生的加速度a=____________,方向始終與__________相反,總指向_________________。④簡諧運(yùn)動是一種變加速運(yùn)動,在平衡位置時(shí),速度_______
3、,加速度_______;在最大位移處,速度________,加速度___________。
4.判斷一個(gè)振動是否為簡諧運(yùn)動的依據(jù)是:________________________________________。5.簡諧運(yùn)動中涉及的位移、速率、加速度的參考點(diǎn),都是平衡位置.
【課堂例題】
【例1】( )質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動,下列說法正確的是:
A.它受到的合外力始終不為零 B.速度方向總是跟位移方向相反
C.加速度的方向始終和位移方向相反 D.簡諧運(yùn)動是勻變速運(yùn)動
【例2】( )如圖,兩長方體木塊A和B疊入在
4、光滑水平面上,質(zhì)量分別為m和M,A與B之間的最大靜摩擦力為f,B與勁度系數(shù)為k的水平輕質(zhì)彈簧連接構(gòu)成彈簧振子。為使 A和B 在振動過程中不發(fā)生相對滑動,則( )。
A
B
A.它們的最大加速度不能大于f/m
B.它們的最大加速度不能大于f/M
C.它們的振幅不能大于
O
O
D.它們的振幅不能大于
【例3】( ?。┤鐖D,在盛沙的漏斗下邊放一木板,讓漏斗擺動起來,同時(shí)其中細(xì)沙勻速流出,用手向外勻速拉動木板,觀察木板上沙子的堆積情況,則沙堆的剖面應(yīng)是下圖中的:
A
B
C
D
x/cm
t/s
2
-2
1
5
3
【例4】
5、( )如圖為一簡諧運(yùn)動的位移圖象,下列說法中正確的是:
A.該圖線就是這一質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動的軌跡 B.質(zhì)點(diǎn)振動的頻率是4Hz
C.該圖線反映的是這一質(zhì)點(diǎn)的位移隨時(shí)間變化的規(guī)律
D.質(zhì)點(diǎn)的振幅是4cm
【例5】( ?。┠骋粡椈烧褡幼龊喼C運(yùn)動,在圖的四幅圖象中,正確反映加速度a與位移x的關(guān)系的是
0
x
a
A
0
x
a
B
0
x
a
C
0
x
a
D
【鞏固訓(xùn)練】
( )1. 如圖,彈簧振子在A、B之間做簡諧運(yùn)動,O為平衡位置,則:
6、 A O B
A.當(dāng)振子從O向A運(yùn)動時(shí),位移變小
B.當(dāng)振子從A向O運(yùn)動時(shí),速度變大
C.當(dāng)振子從O向B運(yùn)動時(shí),加速度變小
D.當(dāng)振子從B向O運(yùn)動時(shí),回復(fù)力變大
2.如圖所示,質(zhì)量為m的木塊放在彈簧上,與彈簧一起在豎直方向上做簡諧運(yùn)動,當(dāng)振幅為A時(shí),物體對彈簧的最大壓力是物體重力的1.5倍,求:
m
(1)物體對彈簧的最小壓力是多大?
(2)要使物體在振動中不離開彈簧,振幅最大為A的多少倍?
3.如圖所示的彈簧振子在光滑水平面上以振幅A作簡諧運(yùn)動,質(zhì)量為M的滑塊上面放一質(zhì)量為m的砝碼,砝碼隨滑塊一起做簡諧運(yùn)動,已知彈簧的勁度系數(shù)為k,求:
(1)使砝碼隨滑塊一起振動的回復(fù)力是什么?它跟位移成正比的比例常數(shù)等于多少?
(2)當(dāng)滑塊運(yùn)動到振幅一半位置時(shí),砝碼所受的回復(fù)力有多大?方向如何?
(3)當(dāng)砝碼與滑塊的摩擦因數(shù)為μ時(shí),要使砝碼與滑塊不發(fā)生相對滑動的最大振幅為多少?
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